化學工程與工藝的理解范文
時間:2023-08-16 17:40:03
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篇1
關鍵詞: 餐飲;教學模式;優化措施
一、引言
“以工作環節為依據”的《餐飲服務與管理(實踐)》課程的教學模式的實質,是課程教學模塊緊扣的餐飲實際工作過程。本課程作為高等院校酒店管理專業的重要專業必修課程,是培養學生專業知識結構的重要組成部分,也是培養學生對酒店餐飲技能的主要專業課程。
本課程的學習需要使學生具備從事餐飲行業的基礎技能,實現培養餐飲業高技能人才目標。通過優化其教學模式,該課程的教學內容將更加充分貼近實際工作流程,并能綜合運用具有不同優勢的多種教學方法,使酒店管理及相關專業的學生在具備從事餐飲行業的基礎技能之上,充分發揮學生作為教學活動的主體地位,進一步提升學生的職業能力。
二、“以工作環節為依據”的課程教學模式概述
在“以工作環節為依據”的課程教學模式中,其教學內容結構形成了符合行業要求的三大板塊:餐飲服務操作基本技能訓練 (在所有項目中都有貫穿,能反復練習);餐飲服務的基本流程學習(能完整了解實際工作中的1個班次是如何進行的);和職業素養、服務意識的培養。此三個板塊將通過“服務基本技能”(如托盤項目、折花項目、和鋪臺布項目等)、“中西餐擺臺”、“中西餐上菜、分菜、撤盤服務”等教學項目來實現。
其教學方法為根據不同教學方法的優勢進行靈活運用,如以要求學生溝通協作的項目教學法、直觀性強的情境教學法和案例教學法、以行為修正為主的小步子教學法等,幫助學生充分發揮教學的主體地位,獲得良好的教學效果。
其教學組織共為32課時,教學考核為“項目考核”。
三、“以工作環節為依據”的課程教學模式的階段性成果及教學效果評價
(一) 階段性成果
下列表格(表1)以2014年9月至12月末16周的教學時間為例,分別從教學內容、教學方法、教學組織形式、教學考核進行了階段性成果小結。
表1 階段性成果
項目內容 階段性成果小結
教學內容 完成本課程教學模式改革中的全部項目改革
反復貫穿了餐飲服務操作基本技能
職業素養、服務意識地有效培養
教學方法 根據實際教學情況,逐步探索了相關教學方法的優勢,以及如何根據其優勢運用于不同的項目的教學中。
教學組織形式 以“托盤、折花“為例,其步驟分為:1.托盤端托的基本技巧練習(2課時);2.口布折花的基本技巧和如何根據不同場合選擇不同的口布花型(3課時);3、項目考核(1課時)
教學考核 完成項目考核
(二)教學效果評價
為科學有效地獲知該教學模式的教學效果,本次教學效果評價調查采用抽樣調查法,樣本選取于13酒專1、2、3、4班不同水平、不同班級的學生。實發65份調查問卷,共收回48份有效調查問卷。所得結果如下:
通過該教學模式,有96%的同學認為掌握了餐飲服務的基本工作過程:即餐飲服務的基本技能(如托盤、折花、鋪臺布等)、餐前準備工作(如中、西餐擺臺等)、餐中及餐后服務(如酒水服務、中、西餐上菜、分菜、撤盤服務等)。剩余4%的同學認為不能良好掌握,其原因在于“托盤較重,需要更長的練習時間”、“中餐擺臺餐具用具較多,程序復雜,需要加長時間練習”等,從而有效實現了教學目標。
從該教學模式的教學內容方面來看,共有72.93%的學生認為應加強酒水服務環節的練習;有22.91%的學生認為托盤難以操作,達到熟練并不容易;20.83%的學生認為在餐巾折花中,掌握多種花型仍有問題;14.58%的學生認為,鋪臺布還需繼續練習;有22.91%和29.71%的學生認為,需要加強對中、西餐擺臺設計的練習。
在教學方法中,共有75%的學生認為程序教學法對掌握技能很有幫助,而有93.75%學生認為情境教學法和角色扮演法更有教學效果,而有50%的學生認為小組合作學習對其有所幫助。
探索下來,在能力的培養上,共有90%的學生認為,很好地培養了實際操作能力,有79.2%的學生認為很好地發展了自身的職業技能,有83.3%的學生認為培養了自身團隊合作能力。但只有29.2%的學生認為在該教學模式下很好地培養了服務時的溝通技巧,其余學生要么對服務中的溝通技巧含義不明確,要么認為在實際服務過程中,缺乏應變力,導致無法順暢地進行服務溝通。通過考核和課堂觀察,大部分學生都在人際溝通和語言表達能力上,從自身來比較,都有所提升,如其中一位學生,在剛開始服務時,說話聲音極小,也很容易害羞,但通過一學期的學習,說話流暢,聲音能使顧客聽清楚,處理事情比較從容,雖然和該小組其他成員比起來,仍需努力,但從她自身來講,已是不小進步。這就表明,教師應不斷對學生進步進行反饋,而且應該反復不斷地進行重復反饋,以期使學生明確自身的提高。
四、“以工作環節為依據”的課程教學模式的相關優化措施
“以工作環節為依據”的課程教學模式能充分發揮該課程“實踐性強、應用性強”的特點,同時,通過課程內容和結構的餐飲服務實際工作過程學習的系統化,學生能更好地適應未來的職業道路,并在以工作環節為依據的項目學習中,不斷復習和加強對餐飲基礎技能、餐飲管理技巧的練習。
但是,在此教學模式中,仍有不少問題值得思考和改進。根據其階段性成果和教學效果評價,本文總結并提出了以下相關優化措施:
(一)系統化教學內容,突出特色內容
在教學內容設計上,應更突出“以工作過程為導向”的課程教學體系,使其更加系統化、模塊化。其對應優化措施如下:
1. 將“職業形象與服務意識”項目作為特色項目
實踐證明,該項目對塑造學生服務意識和培養學生職業形象具有重要作用,培養學生的職業形象和服務意識不應單是一個項目的培養,而應貫穿于整門課程之中。
2.系統化“以工作環節為依據”的教學內容,形成模塊化
該課程需要培養的是高度職業化、高素質的酒店管理專業人才。“以工作環節為導向”的課程設計雖是以強調工作流程為主要培養目標,但并不意味著不重視對餐飲基礎服務技能地培養,相反,餐飲服務基礎技能是餐飲服務工作過程系統化的重要基礎。那么,在有限的教學時間內,如何平衡餐飲服務的基本操作技巧與發展職業化,培養學生對服務流程的熟悉中,是值得探索的問題。
在實際的考核中證明,大部分同學們可以掌握餐飲服務的基本技巧,但少部分同學不僅需要課堂中的練習,更需要課下的時間進行練習。而應變能力的培養,在服務流程的講授中,應當是重中之重。
因此,在整合原有教學體系中,將“餐飲服務基礎技能”單獨列為一個系統項目,能更好地推進工作過程的系統化。例如,在原有項目中,“中、西餐擺臺“是分開教授,但實際上,中、西餐擺臺都屬于餐前服務,其中的技能技巧,如“距離相等、骨碟定位”等方法可以互通有無,形成學習的遷移,因此,可將兩個內容合并在一起講授,使學生通過對比中、西餐擺臺的異同,能更好地幫助學生理解和掌握。同時,將原本屬于中餐服務流程環節中的“酒水服務”獨立成項,以符合學生的認知水平。
其次,在學習掌握了餐飲服務基礎技能的情況下,為了使原有教學內容項目更貼近實際“工作環節”,使教學內容更加系統化,可按照實際工作流程,將教學內容模塊分為“餐前”、“餐中”、“餐后”服務三部分,并和理論課程相結合,融入“餐飲設計”和“餐飲管理”模塊,在這之中,著重于服務中情境問題的處理上。
(二)優化教學方法:針對不同教學內容整合運用不同教學方法優勢
該課程教學模式改革中所采用的項目教學法、情境教學法、案例教學法、程序教學法、觀察模仿學習法、目標教學和互教互學,合作教育等教學方法均能達到很好的教學效果,但實踐證明,不同教學內容需要運用不同的教學方法,因此,在教學方法的優化措施中,主要是發揮不同教學方法的優勢特點:
1. 運用根據行為修正模式的教學方法教學“餐飲服務基礎技能”模塊
在“餐飲服務基礎技能”項目中,各項技能需要學生通過模仿學習和反復操練才能達到熟練掌握的目的,因此,根據行為修正模式的“程序教學法、觀察模仿學習法、目標教學法”等教學方法必不可少。
但反復操練不能避免會有枯燥性,所以,為了提升學生學習興趣,應根據該項目的不同練習內容,選用“任務導向法、情境教學法、合作學習”等教學方式為輔,比如,在“口布折花”內容中,在教學方法上,可更加強調學生學習的自主性,在學生學習了餐巾折花的基本技巧后,通過課后查閱資料和小組討論等方式,根據不同場合從不同方面來設計餐巾折花花型,并以小組形式在課堂上進行講授,一位同學可做主講老師,該小組其他同學則分散到其他各個小組做輔導老師,幫助其他小組的同學進行練習。這樣,學生不僅需要有技能――會折花,還要會設計――如何根據不同場合來選擇合適的口布顏色和花型來突出主題。通過類似的拓展學習,不僅鞏固了學生的基礎技能,也能提高學生的思維能力和創新品質。
2. 運用合作學習、案例分析、情境模擬等教學方法教學“中、西餐零點、宴會服務流程“項目
在中、西餐零點、宴會服務流程模塊學習中,應考慮到該工作過程主要需培養學生的應變能力、溝通能力、口頭表達能力等,所以,合作學習、案例分析、情境模擬等教學方法應是主要的教學方法,而觀察模仿學習法則應是輔助教學方法。
(三) 增加突出“以工作環節為依據”特色的考核內容
原有考核形式以餐飲服務基礎技能考核為主,其考核形式較單一,且不同模塊均采用相同的考核方式,不能很好地體現不同項目的特色。因此,在教學考核形式上,針對其考核內容,應更加突出“以工作環節為依據”的特點。如,在學習完鋪臺布和中、西擺臺設計后,可將項目考核內容設計為:以小組形式根據給出的不同場合來設計不同的宴會臺形,在這之中,包含對職業形象、服務意識、鋪臺布、托盤端托、餐巾折花等基礎技巧的復習和考核;在“中、西餐零點、宴會服務流程”項目中,采用抽取不同的餐飲服務實際情境案例,以此模擬服務中的實際情況來考核。
五、 結 語
針對“以工作環節為依據”的教學模式所采取的優化措施,使得《餐飲服務與管理(實踐)》課程構建更加貼近工作實際流程、更具系統化的課程教學內容和結構,并通過改善教學方法,有針對性地運用不同教學方法的優勢和不斷提高教學組織形式的效率,來激發和提高學生的學習興趣和積極性,同時提高課程的教學質量與教學效果,并改善課程考核形式以期能更好地檢驗學習效果,從而形成課程特色,實現對于學生相關職業技能的培養,推動人才培養模式的創新。
參考文獻:
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篇2
在化工類院校當中,化學工程與工藝是其中最為主要的專業,它具有寬闊的覆蓋面以及所涉及到的領域也是十分的廣闊。有效的做好化學工程與工藝專業綜合型實驗,不僅僅能夠有力的培養學生對于專業知識的學習興趣,以及對于學生的理論與實踐相互有效的結合的能力也可以進一步的給予鍛煉,而且,學生在學習過程當中的積極性以及主動性和創新性感都有所全方位的激發,能夠起到事半功倍的作用。
一?化學工程與工藝專業大型綜合性實驗的開發
為了充分利用實驗室的現有資源,同時考慮到專業特色,本文化學工程與工藝專業綜合型實驗內容,主要是沿著石油加工和催化劑制備與評價兩大主線進行的。
(一)石油加工方向綜合型實臉
石油加工工藝是化學工程與工藝專業學生的一個主要專業方向。針對該專業特點,我們開發了“大慶原油的小型煉制加工與產品性能分析”實驗。該實驗涉及原油的蒸餾、二次加工和相關石油產品性能的分析測試,是煉油廠石油加工過程的縮影。通過該實驗,學生可以全面了解原油的加工過程,將“石油加工工藝學”與原油的加工實踐結合起來,掌握提升管催化裂化裝置的工藝特點,了解和掌握石油產品的分析方法,理解石油化工在整個國民經濟中的重要地位。
(二)沸石催化劑制備與評價綜合型實驗
該實驗涉及沸石催化劑的制備、反應工程、分離工程等多門學科。其中催化劑的制備包括催化劑合成、成型、改性、催化劑的tpd和紅外光譜表征;采用高壓微反考察催化劑的反應活性、反應產物采用萃取精餾工藝進行分離等過程。現代化工過程大多數是催化過程,一代新催化劑往往引發新的生產工藝。通過該實驗項目的實施,學生可以加深對“催化原理”等理論課的理解,了解沸石催化劑的最新進展和催化工藝的發展方向,掌握沸石催化劑制備的基本方法及其特點,掌握催化劑的tpd、紅外光譜表征和高壓微反評價催化劑的反應活性等先進的催化劑評價手段。近年來,學院相繼購置了比表面測定儀、熱重/差熱分析儀、紅外光譜儀、色質聯用、液相色譜、x衍射儀等大型儀器,實驗過程中學生在教師的指導下,親自動手操作一些大型實驗儀器、設備,大大滿足了學生的好奇心,鍛煉了學生的動手能力。
(三)與教師的科研相結合,開發實驗項目
近年來,隨著教師科研任務的增多,工作量的增大,為了使學生盡早參與到教師的科研當中,鼓勵教師帶學生一起搞科研。我們把專業設計型實驗分配給各個科研組,要求教師根據科研任務的進展情況,給學生安排實驗任務。一方面使學生可以盡快接觸到本專業的最前沿領域,培養科學研究能力,增強了學習興趣;另一方面,也為畢業環節打下了基礎,提高了畢業論文的寫作水平。經過了一年的實踐,這種開設專業設計型實驗的方式得到了學生和教師的歡迎。學生很踴躍,因為學生和教師可以雙向選擇。
二?實驗的實施
在具體的實驗過程當中,讓學生自身獨立的完成整個實驗過程,教師在其中只是做些必要的指導和輔助作用,那么這樣就有效的改變傳統性實驗,有效的講過學生作為實驗的主體,過去傳統中的被動實驗實施者轉變成為現在實驗過程當中的主動參與者。教師在指導的過程當中,可以有效的將學生分成若干小組,每個小組都選配一名小組長進行分工和協調,這樣不僅能夠鍛煉學生的科研工作的組織協調性,而且還可有有力的增強學生在團隊當中的合作精神。
(一)實驗方案的確定
為了使實驗工作能順利進行,我們要求每位學生在實驗前根據實驗的內容、要求及目的查閱相關資料,然后每個組對查閱到的資料進行綜合分析,寫出開題報告,并根據實驗室所能提供的儀器設備資源,制定出本組的實驗方案。方案中應包括該學科的最新進展,該實驗所包含的實驗項目、實驗方法和實驗步驟等,方案最后應列出所需儀器設備、實驗藥品細目。實驗方案經教師審閱合格后,學生才可進入實驗室做實驗。
(二)實驗的實施與管理
由于實驗項目多、實驗室儀器套數有限,因此在實驗過程中,除了每個組內部要有仔細、明確的分工合作外,組與組之間還要進行協調配合。比如,只有一套小型提升管催化裂化裝置,而四個大組都需要進行催化裂化實驗,所以組與組之間要協調好時間。
教師在實驗中的作用是指導和輔助作用,但為確保實驗順利進行,每位教師的分工也是明確的,并負責按學生列出的實驗材料和實驗藥品清單,提供實驗材料和實驗藥品。
(三)考核方式
實驗報告是對實驗的總結、歸納。實驗工作完成后,我們要求學生將實驗以實驗報告的形式進行總結。報告內容包括實驗內容、實驗方法、實驗結果和結果分析討論。
三?對專業綜合型實驗的一點看法
綜合型實驗鍛煉了學生的獨立分析問題和解決問題的能力。調動了學生學習的積極性,使學生對本專
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關鍵詞:化工儀表及自動化;案例教學;應用
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1002-4107(2012)11-0009-02
為促進化工生產的高效、連續及科學進行,以人為本的管理觀念,須將化工生產中各項工藝參數合理維持于某一最適當的范圍內,生產過程實現自動化[1]。對于化工專業的學生而言,在掌握化工專業知識的同時掌握工業過程檢測、控制方面有關知識,能在今后從事工藝技術開發、設計和生產時更好地解決有關技術問題。案例教學法是大學教育中比較先進的教學方法之一,基于化工儀表及自動化課程的特點,將案例教學法應用在該課程的教學中,能有效地提高學生的學習興趣,培養學生自主學習的能力以及獨立解決問題的能力。
一、化工儀表及自動化教學現狀分析
化工儀表及自動化是化學工程與工藝專業學生的一門必修專業基礎課,該課程要求學生掌握一定的機械、計算機、電子電路和化工工藝學等基礎知識,是一門綜合性和實踐性非常強的課程。該課程具有一定的抽象性,且由于學生的實際生產知識較為缺乏,在學習該課程時存在一定的難度。目前在《化工儀表及自動化》課程教學中存在的問題主要有以下兩個方面。
(一)教學模式的問題
在傳統的教學模式中,教師是知識的傳授者,學生是知識的接受者,教材是教的內容。學生是被動地接受知識,在課堂上教師和學生之間的互動不夠,導致大多數學生不愛問、不想問,也不知道要問的習慣,學習主動性喪失,產生倦怠情緒,體會不到學習課程的重要性。在傳統教學模式下,學生缺乏想象力和創新精神,難以升華所學的知識,在今后的工作中不能將所學知識和實踐相結合,難以為自控設計提供正確的工藝條件和數據。因此,在教學模式上應該必須改變傳統教學模式,提高學生的學習主動性,培養高素質的創造性人才。
(二)教學內容的改革
隨著檢測與控制技術的發展,老式儀表逐漸被新型的檢測儀表所代替,控制理論不斷更新,但目前所使用的教材比較滯后。在教學過程中應順應時展,不斷調整充實學習材料,要學生了解檢測技術和控制技術的發展趨勢和最新發展動態,使教學內容的組織體現應用性和開放性,讓學生解決一些簡單的工程實踐實例,體驗學習化工儀表及自動化課程的價值,學會分析問題和解決問題的策略。
二、案例教學法與傳統教學法的比較
案例教學法是一種以生產實際案例為基礎的教學法(case-based teaching)[2],案例本質上是提出一種教育的兩難情境,沒有特定的解決之道,教師扮演著設計者和激勵者的角色,鼓勵學生積極參與討論,不像傳統教學法,教師是有學問的人,扮演著傳授知識的角色。與傳統教學方法相比,在培養學生分析和解決實際問題的能力方面,案例教學因獨有的優勢而受到重視,近年來在工學專業課教學所占比例逐漸擴大[3]。課堂上通過設置案例,同學們沒事先查閱文獻,會天馬行空地進行分析,不僅能激發學生對課程的興趣,對教師而言,在教學中還能通過共同研討,從學生那里了解大量感性材料。
課程中有部分內容對學生而言較抽象,通過案例教學能夠調動學生對抽象知識的學習興趣。在案例教學過程中,由于教學內容是具體的實例,加之采用的是形象、直觀、生動的形式,,易于學習和理解。在案例教學過程中,教師在課堂上不是“獨唱”,而是和大家一起討論思考,學員在課堂上也不是忙于記筆記,而是共同探討問題。
案例教學法也存在一定的缺點,案例在編寫時需要技能和經驗,研究和編制一個好案例需要兩三個月的時間。案例教學法在實際的教學過程中會花費大量的課時,同時需要學生掌握堅實的理論基礎,對教師而言,案例選擇要精,案例中要盡量摒棄主觀臆想的成分,在整個教學過程中要十分注意培養學生的能力。
三、案例教學法在教學中的應用
(一)被控變量的選擇
在講解簡單控制系統的被控變量選擇時,以糖化工段被控變量的選取案例進行教學的說明和示范。在課堂上首先講解工業糖化的基本工藝流程[4]。
組織學生對糖化工藝分析,找出工藝的影響因素,討論得到被控變量的選擇原則。在討論的過程中,學生發現糖化工藝的影響因素有很多,主要是溫度、pH值、時間、糖化酶用量、壓力等。教師點評要點:被控變量在選擇時,需要綜合考慮選取其關鍵因素,不需對每個因素進行控制;應是對提高產量和質量、節能等具有決定性因素的工藝變量;所選變量應能直接測定,且測量和變送環節的滯后是比較小的因素;若不能選擇直接變量作為被控變量,則應選擇與之有單值函數關系的間接工藝參數;被控變量必須是獨立可控的;選擇被控變量必須考慮工藝的合理性,以及目前的儀表現狀是否能滿足要求等。這些評論要點都是課本的重點內容,通過案例分析,可加深學生的理解與記憶。教師還可根據實際情況,舉出其他被控變量選擇相關的案例讓學生分析,進一步強化教學效果。
(二)反應釜控制系統的設計
反應釜是化工生產關鍵設備之一,反應釜內部化學反應機理較為復雜,外界條件、原料添加量的變化、加熱及冷卻用水溫度的變化等對系統影響較大,使系統本身具有較大的時變性、非線性和時滯性,因而是過程控制領域備受關注的因素[5]。學生通過對反應釜工藝的分析,發現對產品質量有影響的關鍵因素為溫度、壓力,并確定溫度為被控變量。對控制系統的設計也各抒己見,在活躍課堂氣氛的同時也充分調動了學生對自動控制理論學習的積極性。
總結學生討論結果,在實際的操作過程中是如何進行控制以滿足工業生產對產品質量和節能等方面的要求。在實際的生產中,對反應釜的溫度控制進行兩部分的控制,一是升溫控制,二是保溫控制,控制系統的方塊圖如下所示。在升溫階段,需控制溫度上升速率,同時由于溫度具有一定的滯后性,可采用前饋和反饋聯合控制的方式。另外,在升溫階段,冷卻水的用量會發生變化,從而影響溫度,為了確保升溫速率,需要同時調節夾套冷卻水量和蛇形管冷卻水量,可采用溫度―流量串級控制體系,已達到控制要求。在保溫階段,由于溫度的滯后性,采用簡單控制系統達不到系統對溫度變化的要求。通過對反應體系的分析和研究可知,壓力的變化超前于溫度的變化,為達到較好的控制效果,采用溫度―壓力串級控制系統。另外,在溫度不變的前提條件下,物料B的百分比含量越高,系統的壓力越低,所以將物料B的流量加到壓力控制器的輸出作為靜態前饋控制,補償物料B的流量變化對壓力的干擾[6]。通過對其進行詳細講解,使學生知道實際生產采用的是較為復雜的控制系統,而不是課本中的簡單控制系統。這樣能提高學生對復雜控制系統有進一步了解的興趣,同時達到案例教學的目的。
圖1 控制系統的方塊圖
四、體會
1.選擇和纂寫優秀的案例是案例教學法開展的前
提。案例本身要具備與教學內容的相關性,在教學過程中案例必須要能引起學生的興趣積極參與到案例討論中。教師在教學前必須對案例進行深入研究,對教學過程中可能出現的問題有充分準備。2.角色的定位是案例教學法的關鍵。教師要充分尊重學生的主觀能動性,對學生的不同說法要加以肯定,應注重學生創造性的想法,培養學生分析問題和解決問題的能力。3.案例教學能夠在一定程度上解決化工儀表教材的滯后,能較好地反映檢測與控制學科的發展與化工技術的進步。
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關鍵詞:化工熱力學;CDIO;大工程教育;教學改革;方案
中圖分類號:G712文獻標識碼:A文章編號:1672-5727(2012)06-0159-02
化工熱力學作為化學工程的基礎性學科,在研究化學工程以及解決化工生產實際問題中都起著非常重要的作用。同時,它也是化學工程與工藝專業本科生及研究生必修的重點專業課程之一。然而,由于課程中的概念抽象難懂,公式數量多且推導復雜,歷屆本科學生都感到難以理解和掌握。雖然嘗試過各種改革,探索過新的教學方法,但收效甚微,學生掌握到的理論常常疲于應付考試,沒有真正解決實際問題的能力,更不用說會作“工程”了。為了迎合“大工程教育”的背景,在2009年,我校開始嘗試將CDIO的教育理念應用于化工熱力學課程教學中,取得了一定的成效。
CDIO教育理念是近年來國際工程教育改革的最新成果,這種全新的教育模式將構思(Conceiving)、設計(Designing)、實現(Implementing)與運作(Operating)結合在一起,形成一個連貫而完整的流程。學生從參加產品研發到產品運行的生命周期當中,可以親身體驗到“以產品為導向”CDIO教學模式所帶來的不同于傳統教學模式的參與感。這種以學生為主體,實現了“做中學”的全新教育理念,對于提高學生能力,激發學習興趣,促進化工熱力學課程建設等各個方面都具有非常重要的意義。
化工熱力學教學現狀分析
教學內容與實際脫節隨著近年來工業體系的不斷進步和化工行業的快速發展,化工熱力學作為一門體系較為完善的課程,其教學內容與實際的化工技術相比已顯得比較滯后。這種滯后不但使教學與工程脫節,并且由于課程模式長期固定,在某種意義上限制了教師的思維方式,進而對學生的創新及發散思維也造成影響。同時,也造成了大學與社會之間的脫離。這也是為什么學生掌握了知識,卻不能在畢業以后派上用場的原因。
忽略了學生作為主體的角色在從事化工熱力學教學的十余年中,如何解決教與學之間存在的矛盾,也是一直困擾著筆者的一個問題。為何在經歷了數次改革之后,我們的教學卻并沒有發生實質的改變?其原因在于忽略了“在教育過程中,學生才是主體”的這一事實。一直以來,無論運用何種創新式的教學方法,總是離不開以教師作為主體的講授,總是去研究如何將知識更快速準確的灌輸給作為客體的學生,如何將枯燥的理論講授變得生動有趣,讓學生在愉快的氛圍中掌握知識,在一次一次的教學改革中,教師歷練成了“優秀的演員”,而學生充其量也就是一個“文明的觀眾”并沒有成為一名“優秀的演員”。在這種教育方式下,培養出來的學生,實際上是被剝奪了自主學習的機會,其思維模式也會變得僵化,重理論,輕實踐。在具體問題的處理上往往拘泥于唯一的“正確方案”,按照教師或書本上所講述的步驟給出解答,這就達到了我們所說的“掌握”的基本要求。學生并不會從一個實際的工程問題中,發現相關的熱力學問題和定義熱力學問題。比如,在講授流體的 “PVT”關系時,我們會定義好兩個變量(溫度T,壓力P)讓學生去求體積(V),學生都可以很好的根據熱力學方程解出體積,但如果讓學生去求解某工藝流程中輸送流體的管徑時(生產能力即流體的質量流量已知),學生就常常束手無措。他們不會根據輸送流體的工藝條件(即溫度、壓力)用學過的熱力學知識來求出流體的摩爾體積,將其換算成流體的密度后,再根據流體的質量流量解出體積流量結合管路中的允許的流體流速去求管徑。可是如果將這種求管徑的問題放在化工原理的課程中,學生又可以很好的解決。因為,在化工原理的課程中,流體的密度常常都是作為已知量出現在例題中的,而在實際的工程設計和計算中,這些問題都是需要靠學生自己去發現、定義并解決的。學生這種今后最需要能力,在我們多年的教學中卻被忽略了。
總之,無論是在教學內容上,還是在教學模式上,現有的化工熱力學教學當中都存在著很多問題,已經逐漸無法滿足社會對高等人才培養的需要。而CDIO的教學理念則為我們解決這一問題提供了一項新的可能性。通過將熱力學課程與CDIO教學理念相結合,讓學生在“做中學”的過程中更好地掌握知識,提高能力,通過一個個真實的工程案例,去研究問題、發現問題。這樣,學生才能具有獲取相關知識去解決問題的動力。在此過程中,重要的不是解決了一個具體的問題并由此掌握了相關的知識,而是在于學會如何發現問題、定義問題、分析問題并獲取相應的知識解決問題,總結新知識,同時,加強與人溝通的能力以及團隊合作的能力。那么,究竟如何進行化工熱力學課程的改革呢?
基于CDIO理念下熱力學教學改革方案
針對化工熱力學教學上的種種問題,我們確定了以“產品為導向”的教學模式改革。就是讓學生通過“產品工藝的工程設計”真正學到工程設計中的熱力學知識。熱力學是從工程中來,最終還要回到工程中去,為工程服務。因此,確定了以產品制造為目標,將學生感興趣的產品“工業化”,學生扮演一個“工程師”主持一個“產品與過程”的工程設計工作。在工程項目的設計中,學生必然會碰到相關的熱力學問題。如工藝條件下流體密度(流體的PVT關系)、換熱器和功設備的負荷計算(流體的熱力學性質:焓、熵與PVT的關系)、分離塔的計算(流體的相平衡)等等,在設計過程中,學生遇到問題時,教師加以適當的指導并結合課堂所講授的熱力學內容解決實際工程中的問題,最終完成一個工程設計報告。學生只憑上課聽講是不可能將項目設計好的。必須通過自己看書、查閱大量的文獻與資料,與同組同學研究討論,才可能將項目完成。在這個過程中,強化了化工熱力學在工程中的應用,讓學生真正體會到熱力學不是虛無飄渺的理論,而是實實在在的技能。為此,我們制定的具體改革方案如下:
將學生按班級分組。原則上每班兩大組,也可根據個人興趣自成一組。選擇一個學生感興趣的化工產品,圍繞如何實現該產品的工業化完成以下內容:(1)市場調研報告。包括:產品的國內外發展現狀、市場前景、簡單的經濟分析及相關的工藝流程的了解(開課后第1~4周完成)。(2)對產品多套工藝流程方案進行可行性及經濟分析,確定小組詳細的工藝流程路線及詳細的工藝條件,完成簡單的工藝流程圖(開課后第5~8周完成)。(3)根據學生選定的工藝過程,完成簡單的工藝流程圖,教師指定與工藝流程相關的熱力學計算,通過計算體會熱力學在工程中的應用(開課后第9~12周完成)。(4)將以上三部分合成一個完整的報告期末上交,報告成績占期末總成績的30%。每一小步的工作要求完成的功課都要按時上交,并按教師的批改意見修改完善自己的報告內容(開課后第13~16周完成)。(5)最后,選擇優秀的項目報告作講演(第17周完成)。
由于選題是學生根據自己的興趣確定的工業產品,因此,項目類型與涉及的學科面應該是很復雜的。教師不可能事先知道結果,這就要求教師需要具有相對扎實的工程實際和理論的背景知識,指導學生在課題初期盡快進入課題角色,隨著課題的進展,學生要自己獲取更多的相關知識,并進行深入的研究,應用知識去解決問題。在此過程中,教師要做好“導演”,側重對學生的方法和能力方面進行指導。學生在整個過程中一定會投入大量的時間和精力,因為是以小組為單位,所以,最后的項目一定是集中了整個團隊的才智,一定會有所收獲。
通過兩年的實踐,使用以上方法取得了較好的教學效果,在加強學生學習熱力學課程積極性的同時,使學生在學習期間就能受到未來職場環境的熏陶,只有叫他們了解自己將來的用武之地,造就他們成為合格的化工專業人才,滿足產業和社會的需要。
然而,在改革中還存在一些問題,如學生的合作還存在欠缺,各組同學中都有“坐車”的現象,如何對這部分不積極參與的學生進行評價,使所有學生都能積極動起來,將是我們未來改革中亟待解決的問題。
結語
化工熱力學課程從2009年開始進行了CDIO工程教育培養模式的理論與實踐探索,并取得初步成效,我們將不斷努力探索,使這一教育模式趨于科學、有效。積極推進CDIO人才培養的培養方案改革和教學方法創新,開展適應于學生研究性學習的教學方法創新,在傳統的案例式、啟發式、交流式教學方法改革中推進體驗式、研究式、討論式教學方法,利用具體工程項目的實施,引導學生“做中學”,通過營造工程環境,實現師生間、學生間對話式學習和合作式學習,形成教學相長的生動學習局面。在教學過程中融入最新的化工工程技術成果和工藝方案,啟迪學生的工程意識和利用科技成果的創業意識,開拓學生的創新思維和創業精神,構筑“創新創業”應用型人才培養的知識新體系和課程新體系。
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作者簡介:
徐新(1967—),碩士,北京石油化工學院副教授,研究方向為化工。
篇5
關鍵詞:環境工程;污水處理;實踐教學;仿真
作者簡介:周振(1981-),男,山東臨沂人,上海電力學院環境與化學工程學院,副教授;張萍(1960-),女,上海人,上海電力學院環境與化學工程學院,副教授。(上海 200090)
基金項目:本文系上海市教委精品課程《給水處理工程》、上海電力學院研究生課程建設、上海電力學院培英計劃的研究成果。
中圖分類號:G642.423 文獻標識碼:A 文章編號:1007-0079(2014)05-0186-02
作為以培養應用型人才為主的環境工程專業,畢業實習是其實踐教學過程中的重要環節,可加深學生對基礎知識的理解與掌握,提高學生利用理論知識分析與解決實際問題的能力。[1,2]其中,污水處理廠的現場參觀學習通常是環境工程實踐教學環節的重要內容。現場參觀學習需要了解污水處理工藝、控制過程和運行管理措施,但由于實踐教學存在時間緊、現場介紹直觀但不夠系統等問題,導致學生的實踐學習往往流于表面,缺乏對污水處理系統的全面了解,更無從談起實際運行管理與理論知識的結合。
隨著科學技術的迅猛發展,計算機仿真技術越來越廣泛地被應用于各領域的專業教學,如自動化、[3]水電機組監測與故障診斷[4]等。目前,計算機仿真在環境工程實踐教學中的應用偏重于運行演示,[5]缺乏與實際污水處理廠的關聯及運行管理原理分析。本文擬在畢業實習環節中引入國際水質協會推薦并經實踐檢驗的活性污泥模型(ASM)[6,7]和污水處理專業仿真軟件WEST,[8]建立典型工程案例的污水處理工藝模型,通過整體介紹與細節分析讓學生掌握污水處理中的關鍵運行控制變量,讓學生目的明確、全面深入的了解污水處理過程和運行特性。
一、污水處理系統仿真軟件概述
污水處理系統仿真軟件一般由動力學模型、模型表達、參數校正、數值分析、數據表達和用戶界面等模塊組成。[7,9]在污水處理領域,用于數學模擬的軟件可分為四個層次:[7,9]一是電子數據表,可進行穩態計算,實現針對普通微分方程的簡單數字程序;二是低端通用型語言(如FORTRAN、C、Basic等),創建模型的靈活性最高,但耗時費力;三是通用仿真軟件(如Mathematica、MATLAB等),能夠執行模型運算,可從網上下載;四是專業仿真軟件(如BioWin、WEST等),主要由預定義的工藝模型單元庫構成。
WEST3.7.5將用于本文污水處理系統仿真和工藝分析。WEST軟件是由比利時Hemmis公司與Ghent大學聯合開發的、用于污水處理工藝動態模擬的專業仿真軟件。通過引入組件單元(如活性污泥反應器、沉淀池、傳感器等),軟件可幫助用戶使用分級圖形編輯器構建模擬對象,并建立組件單元間的關聯;后臺模型庫中提供了大量的組件模型以供選擇。軟件為高級用戶提供了二次開發平臺,通過MSL數據庫可實現用戶對模型庫的自定義擴展。WEST軟件目前在歐洲、北美、亞洲和澳大利亞擁有許多用戶,在工業廢水和生活污水處理領域均有應用。
二、模擬仿真在實踐教學中的應用
目前上海市共有53家城鎮污水處理廠,其工藝包括厭氧/缺氧/好氧、缺氧/厭氧/好氧、氧化溝、Unitank、MSBR等,千差萬別的工藝使學生在多家污水處理廠的參觀實習過程中很難把握其本質。因此,針對不同處理規模、工藝差別較大、處理目標不盡相同的污水處理廠,如何提煉污水處理運行管理中具有普遍規律性的內容并掌握應用就成為畢業實習教學的重點。
由于大部分城市污水處理系統均采用二級生物處理工藝,通常涉及到厭氧、缺氧、好氧和固液分離4個處理過程,以滿足COD降解、懸浮固體去除、硝化、反硝化和強化生物除磷的需要,因此引入ASM模型對典型生物處理系統進行研究將具有普適性的意義。此外,對污水處理廠能夠進行調控的操作變量進行梳理,可概括出污水生物處理系統的6大操作變量:進水流量、流量分配、剩余污泥排放、污泥外回流、好氧池混合液回流量、供氧量或溶解氧設定值。為此,可通過計算機仿真技術操作變量進行詳細分析,以得到不同運行參數下影響污水處理廠出水各指標的最佳調控變量。典型的計算機仿真工藝流程[8]如圖1所示。
在計算機仿真教學過程中,兼顧了系統整體介紹和細節分析,既通過仿真分析介紹了控制變量對出水水質的影響,又通過動力學模型分析解釋了污水處理廠控制參數設置的合理性。如參觀污水處理廠的溶解氧設定范圍為2~3mg/L,為了有助于學生分析其設定范圍的合理性,在實習過程中引入了ASM中開關函數的概念,并通過模型演示介紹了溶解氧對反應速率的影響(見圖2)。通過相關的模擬仿真分析,加深了學生對實習過程中污水處理過程工藝控制的認識,有助于學生理論知識與實踐知識的融會貫通。
為了更好地突出數學模型仿真教學的優點,在畢業實習過程中,首先給學生布置部分問題,讓學生帶著問題進行污水處理廠的現場參觀學習。待完成現場參觀學習后,要求學生進行實習內容總結,數學模型仿真與實例分析安排在實習內容總結之后。在計算機仿真演示之外,要求學生結合專業知識對仿真結果進行分析,并對仿真結果進行估計。與此同時,結合計算機仿真和數學模型計算對實習過程中參觀污水處理廠的工藝特點和存在問題進行分析。
在工程實例分析中,選取上海市的典型污水處理廠氨氮去除效率高但出水總磷濃度過高的案例進行分析,并通過計算機仿真分析提出運行管理建議。考慮到氨氮和總磷的協同達標問題,通過模擬仿真分析建議增加排泥量降低系統污泥齡以有效降低出水總磷,并適當降低好氧曝氣過程中的溶解氧控制值,以防剩余的溶解氧干擾反硝化和厭氧釋磷,這也有助于降低出水總磷濃度。
三、實踐教學效果分析與建議
實踐表明,將計算機仿真教學與污水處理廠現場實習結合,能收到很好的實習效果。與傳統的參觀實習方式相比,計算機仿真作為對實際生產過程的等效描述,能以其獨有的技術和效果為學生提供一個良好的多通道學習機會和訓練創造性思維的氛圍。通過系統性的對污水處理工藝過程進行描述分析,學生能夠將現場參觀實習的感性認識上升到系統分析的理性認識高度。仿真操作不僅可以使學生將所學的理論知識與實踐結合起來,也可以為他們的思維提供一個寬廣的空間。計算機仿真分析的工藝流程演示有助于學生樹立起全局觀念和學習的積極主動性,這是因為仿真分析需要用系統的觀點對污水處理工藝的運行管理及可能達到的效果和出現的問題進行分析,要求運用所需知識探索各種參數之間的相互影響,才能得出最佳的運行管理效果。
從2011年和2012年的畢業實習教學效果來看,基于數學模型的污水處理工藝仿真演示對提升教學質量有非常明顯的效果,學生的學習積極性和動手能力都得到了較大的提高。從學生實習報告的質量來看,對工藝流程和單元模塊作用的分析較以往深入,對實習過程中問題的回答方向性也更為明確。
當然,計算機仿真技術應用的前提是對相關模型的深入了解,但目前教學環節中尚缺乏對污水處理數學模型的系統講授,這就造成學生對數學模型與結果分析的理解較為吃力。因此,在實踐教學中簡化了建模與模型分析的步驟,要求學生集中更多精力用于模型結果的分析。另外,由于數學模型仿真分析是一項耗時費力的工作,在2011年和2012年畢業實習引入計算機仿真分析時,僅采用多媒體課件的形式進行結果的分析演示,今后將考慮分步驟引入案例小組討論、模擬仿真分析實驗等內容。
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篇6
【關鍵詞】《化工原理》 有效教學 平臺設計
化工原理作為一門基礎技術課程,擔負著傳授化工基礎知識,培養學生的技術經濟觀念、提高他們從事應用和開發研究的能力的任務。對于應用及工程類專業的學生來說,化工原理知識的掌握程度對其專業知識的學習有著至關重要的作用,也直接影響其工作能力[1]。
作為一名高校教師,我在南昌大學高等職業技術學院工程技術系承擔生物制藥專業的《化工原理》和《生化分離工程》等相關課程的教學工作已經八年了,在《化工原理》這門課程的教學中我一直采用的是教育部直屬師范大學華中師范大學出版社出版的由宋紅、王彩紅主編的生物學系列21世紀高等教育規劃教材《化工原理》,本書內容在編寫上以化工原理的基礎知識為主體,同時緊密聯系生物工程、制藥工程、食品工程等專業的實際應用,具有較強的專業特點。針對高等職業技術教育的特點,該教材重點強調基本理論、基本觀點和工程方法,并加強了對工業領域出現的相關新概念、新技術、新理念、新設備等新成果的介紹和推廣,淘汰了一些應用性不強的和過時了的概念及內容,使學生對該門課程的學習更具實用性、前沿性和綜合性。
《化工原理》課程的教學課時為每周4個課時,共計64個學時,在教學過程中講授內容除緒論外共涉及到8章,分別是流體的流動與輸送、傳熱、傳質過程、吸收、蒸餾、萃取、固體干燥和新型分離技術,為了使學生的學習更具有科學性和時效性,合理的教學時間安排就顯得十分重要了,根據多年的教學經驗和我院教學的實際情況,同時結合相關章節內容的多少和難易程度,個人認為緒論安排2個課時、流體的流動與輸送安排10個課時、傳熱安排10個課時、傳質過程安排2個課時、吸收安排8個課時、蒸餾安排10個課時,萃取安排6個課時,固體干燥安排10個課時、新型分離技術安排4個課時,然后留2個課時進行梳理復習,在整個安排中因萃取在物質分離工程會進一步進行闡述如在物質分離工程這門學科教學過程中涉及到的超臨界流體萃取和雙水相萃取等相關教學內容所以相對安排了較少的課時。
在完成合理的教學課時安排之后,如何組織有效的教學是關系到學生能否學習好這門課程的關鍵。本人認為要想讓學生學好這門課程應該從以下幾個方面來組織有效的教學活動:
一、宏觀講解,運用實際生產工藝細微剖析化工原理的重要性
從事化工原理這門課程的教學工作這么多年,聽到學生對這門課程控最多的評語就是化工原理是所有課程里最難的也是掛科率最高的一門課程,每一屆的學生在上這門課的時候都會有一種畏懼心理,都會沒有信心,同時也都會覺得因為這門課程很難一所以我學好了說明我聰明,我學不好也是正常的心理。的確,化工原理這門課程因在教學過程中涉及到很多實際生產工藝的模擬計算,而且很多生產工藝和生產設備都是學生沒有見過甚至沒有聽過的,所以會有一些難度,其實最重要的不是教學內容的難度,而且學生的學習態度問題,很多學生在學習包括本門課程在內的所有課程表的時候都會因為不知道或者是不明確該門課程的實際應用價值,也就是不知道為什么要學,學了又會有什么用途,所以導致了學習積極性不高從而增加了學習的難度,為了讓學習了一個明確的學習目標,在首次課上我一定以一個最普遍而又應用最為廣泛的生產工藝為例來介紹化工原理這門課程的應用性,在每一個生產過程或是生產車間會用到我們書上的哪一章節的內容,從而讓他們知道為什么要學習這門課程,學了能有什么實際用途。
二、進行有效教學內容和教學方式改革
為了使學生在學習相關專業知識的時候更容易理解和接受,在教學過程中我們不能簡單的照本宣科,如果我們簡單按書上的內容一步步甚至一字不漏的進行講解,那樣學生就會沒有新鮮感而且會覺得很繁瑣所以我們在組織教學內容的時候一定要有重點和難點,突出重點和難點,對于重點難點內容著重進行講解而對于較容易理解的就少講甚至不講。另外在課堂我們盡可能以學生們都知道或是都能理解的過程或語言進行舉例說明,如講解傳熱中這一章的大容器沸騰時我們就可以以學生們非常熟悉的熱得快為例進行講解。這樣能使枯燥的專業內容學習變成與生活息息相關的生活常識學習。在教學方式上我們也應該進行改變,傳統的滿堂灌的教學方式已經不再適用于當代的大學課堂了,所以我們在課堂教學過程中應該更加注重學生的參與程度,畢竟學生才能課堂教學的主體,讓學生更多的參與到課堂教學過程中來,讓他們由被動學習轉變為主動求學模式也是十分重要的,例如我們在講解完蒸餾這一章節后我們可以利用一到兩個課時的時間讓每一個學生自己設計一個蒸餾過程來進行某種物質的分離,并進行精細化的過程控制然后抽選部分同學向全班同學進行方案闡述,最后由評審小組即班級其它同學來評定其方案的可行性和實用性,最后由我來進行點評和打分,并作為作業表現進行登記,納入到平分成績的管理中。
三、搭建第二課堂學習平臺,激發學生潛在學習能力
為了進一步提高學生學習化工原理這門課程的效率,除了加強課堂教學外,課外的延續教學也是必不可少的一個環節[2]。為了激發學生的潛在學習能力,進一步鞏固在課堂上的所學,我一直在致力搭建化工原理第二課堂學習平臺,目前較為成熟的有化工原理興趣小組和化工原理學習一對一結對幫扶活動,通過利用課堂外的各種學習平臺,讓課堂教學得已在課堂外延續,在第二課堂的學習平臺中充分發揮學生的自主學習和自主管理能力,進一步調動學生的學習積極性和激發學生的學習潛能。
參與文獻:
篇7
關鍵詞:色彩設計;視覺傳達;要素;作用
中圖分類號:J05 文獻標識碼:A 文章編號:1005-5312(2013)17-0058-01
一、色彩設計與圖形的關系
圖形作為一種視覺符號,是視覺傳達設計的基本構成要素。古往今來,色彩設計與圖形就是密不可分的。。在當今數字化色彩設計發展的信息時代,視覺傳達的圖形信息和色彩語言已經不僅限于反映已在的客觀現象和事物,而是要有創造性和前瞻性。色彩設計不僅要結合圖形,更重要的是要賦予新意和強烈的感染力。比如,在標志設計的構成要素中,色彩就起到了至關重要的作用。色彩的構思應著眼于企業理念的定位,充分運用色彩的視覺生理刺激和視覺反映原理,依據商標所采用的文字、圖形的單獨構成或者組合構成形式,運用色彩的冷暖、強弱、互補、面積等對比手法,來獲取標志的最佳視覺沖擊力和誘惑力。例如:
百事可樂公司是世界上最成功的碳酸飲料公司之一,百事可樂的商標色彩設計具有獨特構思和象征性。藍色是百事可樂商標的主旋律,藍色表達創新、年輕的理念。紅色是活力的象征,紅、白、藍相間的圓球增強了紅與藍得冷暖對比,活躍了整個商標的氣氛。
二、色彩設計與字符的關系
色彩與圖形是人類交流和表達情感時最早運用的視覺元素,而字符元素的產生便形成于人類認識世界、改造世界的漫長生活實踐中。字符元素是由圖形元素、象形符號演變、提煉而形成的,因此字符元素是人類思維的視覺傳播的一種特殊符號。無論是中國的漢字、阿拉伯數字、還是拉丁字母都可以作為圖形設計、符號意義的一種體現,字符與色彩的關系也是相輔相成的,相互作用。在視覺傳達設計中,由于色彩本身具有不同的性格、情感、歷史、信仰及文化特征,所以設計師在進行字符和色彩搭配設計時,必然會將色彩的基本特征與字符含義相結合,達到情意結合,創造出好的設計作品。例如,紅色在我國是鮮血和生命的象征,是火焰和革命的代言詞,所以我國各級政府下發各類文件的題頭或文件名稱的字符都使用紅色;紅色又是危險的信號,生活中常見的禁煙和防火的符號及危險標識都是紅色的;同時紅色調又是最具有視覺沖擊力的色調,暗示速度和動態,就像紅玫瑰流露出的激情與熱情。它易使人聯想起太陽、火焰、熱血、花卉等形象,同時紅色歷來也是我國傳統的喜慶色彩。因此,充分理解色彩設計與字符的關系,才能設計出好的作品。
三、色彩設計與媒介的關系
“媒介”又稱“媒體”,其意為:“中間的廣告媒介”、“手段”或“工具”等。視覺傳達設計的信息傳播必須依賴于媒介進行。視覺傳達色彩設計主要通過報紙、雜志、郵遞、海報、傳單、招貼、日歷、戶外廣告、櫥窗布置、實物和交通等媒介形式進行視覺傳達色彩信息的傳遞和溝通。伴隨科技的發展,信息技術、數碼技術日新月異、數碼彩色噴繪、網絡視頻等新型媒介形式的出現,設計師必須隨時掌握科技發展的新信息、新媒介、新技術,將這些新的媒介形式與色彩設計相結合,創造出視覺傳達設計中的新成果。
四、色彩設計與材料的關系
任何好的設計作品最終都要借助媒介形式來傳播,所以,了解色彩設計和材料的關系,對設計師來說變得至關重要。比如,報紙廣告需要用新聞紙印刷,產品樣本需要用雙面銅版紙或啞粉紙印刷。而這些媒介材料需要通過印刷工藝的制作,才能最終達到色彩設計者要求的最佳色彩視覺效果,因此,印刷用的油墨也是色彩設計應當重視的關鍵的材料。在現代數字彩色印刷印前技術發展和應用的同時,現代數碼印刷技術也在同步飛速發展。數碼印刷擴展到印刷行業的各個方面,包括精美畫冊、藝術品、包裝、標簽商標、紡織品、書籍、廣告招貼等。視覺傳達色彩設計涉及的材料應用面是比較廣的,而且各種材料的應用標準必須符合各種制作設備以及工藝技術要求。因此,作為色彩設計的應用者要對色彩設計制作領域里要使用的材料,有一定的了解。在進行色彩設計構思的同時,充分注意各種材料對色彩設計最終視覺效果的影響。
色彩設計與視覺傳達要素的聯系是密不可分的,這也就要求色彩設計應用者必須理解掌握色彩設計的基本概念,并充分的結合視覺傳達設計要素的特點,在視覺傳達設計實踐中運用好色彩,表現好色彩,充分發揮色彩的第一視覺效應功能,設計出好的作品。
篇8
關鍵詞:化工 自動化 整合 教學資源
化工生產過程,通常是在密閉的容器和設備中,在高壓、真空、高溫、深冷的情況下連續進行的,此過程中的介質具有毒、易燃、易爆、有腐蝕的性質,這些性質無法用人工觀察和控制。因此,為使化工生產正常、高效、安全地進行,就必須把各項工藝參數維持在某一最佳范圍之內,并盡量使生產過程自動化、現代化。這種利用自動控制學科、儀器儀表學科、計算機學科的理論與技術,服務于化學工程學科,管理化工生產過程的方式,就稱為化工生產過程的自動化。同樣,化工儀表自動化就是需要將自動化裝置作用于化工設備上,應用于化工生產中的各個過程,實現對化工生產中各工藝參數進行檢測,并實施控制[1]。目前,從市場需求來看,自動化儀表自動化工業在石油化工占有的市場份額最多,其次是鋼鐵、電力、紡織等行業。
在信息技術高度發達的今天,作為傳統工業的石油化學工業仍然是我國經濟發展的重要支柱性基礎產業(2011年我國石化行業的產值已達到11.28萬億元)。由于石油化學工業具有資源能源消耗量大、生產過程工藝復雜、產業鏈條長、技術裝備水平要求高、污染排放量較多,安全生產形勢嚴峻、結構調整任務重等特點,不僅要求質量高、壽命長的自動化儀表,還需要提供完整的系統和優化的軟件,更需要能與工藝人員結合的自控工程師。我國石油和化工自動化經過50年的發展,通過技術引進,消化吸收和不斷創新,自動化水平取得了長足進步[2]。PLC、DCS和變頻與傳動等自動化產品已被普遍應用到生產工藝中。特別是在2009-2011年間,更有不少化工企業對DCS系統進行了升級改造。目前,工業生產逐漸趨于大規模、綜合化和自動化,生產工藝也變得日益復雜,儀表的控制檢測向多功能發展,應用范圍不斷擴大。同時,快速反應、臨界穩定工藝、能力綜合平衡等工藝的開發成功以及激烈的市場競爭,對自動化提出了更高的要求和新的目標[2]。
當前眾多的高職院校正在進行以職業活動為導向、能力為目標、任務驅動的項目化教學改革。高職院校以服務于企業為指導方針,企業對人才需求的調整,相關專業勢必隨著企業需求展開教學內容、教學方式的轉變。因此針對我校的化工、自動化專業的有機結合做了相關的思考。
一、兩個專業的背景及現狀
化工自動化及儀表是面向化工類專業開設的技術基礎課程,我校的化工專業在建設初期至今一直開設有化工儀表及自動化(含實訓)課程。該課程以化工企業所采用自動化及儀表的現狀為基礎,通過化工生產過程中的自動控制系統涉及到的化工儀表的結構、原理、性能、應用等的學習,讓學生能夠根據化工生產過程中對溫度、壓力、液位和流量等工藝參數和指標進行測量的需求,正確選擇對應儀表的型號,并掌握在安裝、使用、控制、維護中的技能,熟悉化工自動控制技術在工藝控制上的使用。該課程的實訓中一直采用到化工企業實習的方式進行,因為化工企業的特殊性,聯系企業實習困難,并且學生也很難在運作的機器設備上實現相關的操作與維護學習。
本校自控系的機電一體化和電氣自動化專業是以電工基本知識和電工技術基本技能構建專業基礎平臺,以自控化網絡控制為核心,突出計算機管理、遠程控制、現場總線技術等自動控制領域先進技術的應用,培養學生具備自動控制系統的安裝、調試、管理、維護的能力,具備設計、組建、運行、維護工業控制系統的能力及供電系統的設計能力。在教學方面強調是以專業知識加以實踐運用,就業崗位多為大型機械制造企業和化工企業,其相關的專業課程實習均在本地的化工企業進行。
二、兩個專業整合的前提
通過調查了解到我校的自動控制系相關專業部分就業方向為化工企業,而每年化工企業招聘時需求化工專業學生和自動化專業學生的比例為3:1左右,新進自動化專業員工首先被要求熟悉該企業的化工生產工藝過程。從相關資料收集顯示,自控專業在過去的教學中一直未體現與化工的結合,學生缺少對專業服務對象的了解和掌握,特別是針對化工企業的生產過程、生產原理的了解。如果能熟悉化工生產的原理、工藝、特性,對于自動控制系統的操作和維護將更能對癥下藥。
隨著現今化工行業的發展,許多技術雄厚的大型化工企業已陸續提出“一崗多能”的政策轉變傳統化工工藝操作人員的定位。要求操作人員(包括分析、儀表、設備維護等崗位不僅能在自己就職的領域做好,還要學習其他崗位的知識,如果生產現場出現一般故障,不用等待專業人員到達,可立即解決故障,既節省時間又節省人力,并以調整崗位工資的方式激勵員工的學習熱情和主動性。化工專業學生在校期間就儀表自動化的學習是相對薄弱的,缺乏大量的實踐動手訓練,對于企業“一崗多能”的要求,是遠遠達不到的。
三、兩個專業教學資源的整合構想
以企業需求為導向,以“一崗多能”為方針,尋找兩個專業的切合點,以實現教學資源利用的最大化。
1.教學團隊的溝通交流
兩個專業師資力量雄厚,教學經驗豐富,利用各自優勢和在相關行業的影響力,針對同一服務對象的特性,拓寬各自專業的實用性,實現雙方共享師資,打造一流教學團隊。
2.內教學資源的共享與結合。
篇9
關鍵詞 發酵工程 教學方式 實踐教學
中圖分類號:G424 文獻標識碼:A DOI:10.16400/ki.kjdkz.2016.02.062
發酵工程是一門將微生物學、生物化學和化學工程學的基本原理有機地結合起來,利用微生物的生長和代謝活動來生產各種有用物質的工程技術。①發酵工程是生物技術專業的專業必修課,課程內容豐富、涉及面廣,在專業課程體系中起著承上啟下的作用,該課程的教學體系的設置和安排對于培養學生的專業技能和動手能力,提高專業素質占有舉足輕重的地位。②③
1 發酵工程教學體系的構建
應用型人才培養要重視主動式學習、互動式學習,突出應用能力的培養。④在傳統的發酵工程課程教學過程中,對學生的自主學習能力、團隊協作能力、創新能力和工程實踐能力的培養尚有欠,而這些能力對應用型創新人才的培養至關重要,⑤因此,我們對發酵工程課程教學體系進行了改革,在“夯實基礎知識,加強基本技能,適應社會需求,提升綜合素養”課程體系構建思路的指導下,對發酵工程課程體系進行了改革。將理論課學時由72學時削減到54學時,原有的基本技能型實驗改為對學生素質要求更高的綜合大實驗,著重于應用型人才的培養。
2 優化教學內容
教學內容是人才培養的主要落腳點,是教學改革的關鍵。在對發酵工程課程體系改革之時,就將教學內容的優化考慮在內,在側重于學生能力培養的課程體系構建時,雖然減少了理論課課堂教學學時,但通過對教學內容的優化,刪減了與微生物學等專業基礎課重復,與企業、行業發展定位不準確的、過深或過淺的教學內容。同時,按照理論和實踐相結合,教學和科研相結合的原則,將課程內容分為按發酵企業操作過程順序的生產工藝,包括菌種選育、接種與發酵參數調控,產品提取精制等內容;基礎理論,包括滅菌原理及微生物的熱致死動力學方程、發酵動力學模型等內容;發酵設備,包括按產品生產流程的滅菌設備及好氧發酵、厭氧發酵設備等內容。這樣的安排,使發酵工程課程內容更加系統化,知識體系更加清晰,同時由于是按照生產過程來進行介紹的,學生學習和應用時的目的也會更加清楚。
3 改革課堂教學模式
傳統的課堂教學模式是教師為主體進行教學活動,但是較難調動學生學習的主動性和積極性,導致學生上課的效果較差。在教學模式改革上我們以調動學生的學習興趣,提高課堂教學效率為目標進行了以下改革。
3.1 PBL 教學(問題驅動式教學)
在按照發酵生產的工藝流程進行生產工藝內容教學時,采用案例的方式,每節課設定目標,提前一周將一段產品生產工藝流程的視頻發放給學生,課前由學生分成小組進行討論、分析,課上,由每組推薦一名同學對總結內容進行發言,由全班進行討論,對于個別的問題,任課教師單獨說明,對于共性的問題,任課教師在下次課中重點講解,提高了授課的針對性。如,對于菌種保藏問題,針對不同的生產目的和不同菌種要求有不同的保藏方法,由學生確定在哪些階段需要進行菌種保藏及該用何種方式保藏,不同的小組有不同的選擇方法和方式,不但有助于學生理解和掌握所學知識,往往對任課教師也有很好的啟發。“學而不思則罔,思而不學則殆”,學源于思,思源于疑,思維是從問題開始的,⑥通過這種方式,激發了學生的學習興趣,活躍了課堂教學的氣氛。
3.2 實施多元化教學手段
發酵工程是與實踐結合緊密的課程,涉及到的設備和設施,而課本內容僅限于原理的講述,雖然通過現代多媒體教學能提供照片、動畫或視頻等具有一定直觀性的資料,但仍無法達到 “身臨其境”的感覺。為了充分調動學生學習積極性、開發學生學習潛能,使教學活動達到最佳效果,在發酵工程課程教學過程中運用了多種教學方法、多種教學資源。如在講解一些發酵設備和原理時,如果沒有接觸過實體發酵罐,僅憑PPT圖示或視頻學生很難有直觀的印象,將課堂移至實驗室,對照50L通氣攪拌發酵罐進行內外構造講解,學生建立了良好的直觀印象,效果較好。如在講解淀粉水解糖制備時,學生對處理目的及處理流程的認識不夠具體,認為只有靠死記硬背才能掌握這些知識點,不能靈活應用所學知識。將這段知識的講解放在啤酒發酵工藝流程中,在實驗室啤酒發酵過程中對課堂上的知識點進行逐一解釋和強調,使學生能將理論和實際應用結合起來,增加理論聯系實際的能力。同時,適時安排課程實習,將學生帶入生產現場,包括制藥、白酒、啤酒、乳品發酵等,在近距離感受生產過程和氛圍的同時,可以結合發酵原理現場講解工藝流程,使學生對工藝的了解更加深刻。這樣也有利于學生在今后的工作中能夠盡快適應工廠的生產,實現課堂教學和實際生產的接軌。
4 加強綜合性實驗內容
發酵工程是一門實踐性很強的專業核心課程,在實踐性教學中,為了更好地促進學生對理論課程的理解,更好的實現理論與實踐的對接,提升學生的實際應用能力,在實踐教學中采用課程實習和綜合性實驗的形式,注重培養學生的專業素養,力求提高教學質量。發酵工程是在大三下期開設的專業核心課程,學生此時已具備基本的操作方法的和技能,發酵工程是對整個生產工藝流程與原理結合的一門課程,是培養學生理論聯系實際能力,提高專業素養,加起課堂與實踐橋梁的課程。因此,發酵工程實驗課程該單獨的小實驗為綜合大實驗,教師提出與生產相關的課題,由學生分組完成實驗方案的設計、實驗及報告撰寫。課題內容包括發酵工程生產工藝流程,如發酵工程產品介紹;生產菌種的選育、保藏、擴大培養;發酵培養基的組成、滅菌;發酵設備;發酵過程監控;產品處理等,實驗報告初包含實驗方案設計外,還要對實驗進行總結,包括實驗中所涉及的課堂所學知識點;該知識點在具體應用中的情況;實驗過程中存在什么問題;每個組員做的具體工作等。通過這樣的實驗安排,實現了學以致用的目的,增強了學生工程實踐能力,初步實現了學生應用能力的培養。同時,也鍛煉了學生論文撰寫能力和團隊協作能力,提高了學生的綜合素養。
5 結語
在發酵工程課程教學中,不僅要培養學生良好的知識體系,也要注重培養學生的動手能力與實踐應用能力,提高學生的整體素質。通過對課程體系設置、課堂教學內容及模式、實踐教學模式的改革,極大地激發了學生學習的積極性及主動性,提升了課程教學質量,為培養應用型人才提供了積極的探索和實踐。
基金項目:新鄉學院《發酵工程》精品資源共享課(XJJ PZY2013-15)
注釋
① 張祥勝,許德軍.地方院校發酵工程實驗課改革與實踐體會[J].實驗室研究與探索,2013(4):124-127.
② 許波,黃遵錫,楊云娟,等.發酵工程實驗教學改革初探[J].微生物學通報,2007(3):600-602.
③ 任曉莉,趙潤柱,梁保紅.發酵工程課程的教學改革與實踐[J].微生物學通報,2011(1):127-130.
④ 張翠英,溫衛中.地方院校應用型人才培養模式研究與實踐[J].黑龍江高教研究,2013(2):154-156.
篇10
Abstract: The problems existing in the process of professional English teaching of the petrochemical engineering were analyzed. Under the idea of the excellent engineers, the reform of the petroleum chemical industry professional english course content and teaching method were put forward. For example, the course content were divided into unit modules, the teaching method "participatory" were introduced and the evaluation methods were reformed.
關鍵詞: 卓越計劃;石油化工;專業英語;教學改革
Key words: Excellent Program;petroleum chemical industry;professional English;teaching reform
中圖分類號:G642.0 文獻標識碼:A 文章編號:1006-4311(2013)13-0225-02
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基金項目:廣東省高教學會高等教育科學研究課題(11GJB125072,911011),廣東石油化工學院教育教學改革項目資助項目,化學工程與工藝專業卓越工程師教育培養計劃課程教學改革項目。
作者簡介:王麗(1983-),女,湖北洪湖人,講師,博士,主要從事綠色化學與可再生資源研究。
0 引言
依據《國家中長期教育改革和發展規劃綱要(2010—2020年)》和《國家中長期人才發展規劃綱要(2010—2020 年)》,教育部出臺了重大教育改革項目“卓越工程師教育培養計劃”(簡稱“卓越計劃”),該計劃由教育部于2009年提出,2010年6月23日正式啟動。旨在培養“面向工業界、面向世界、面向未來,創新能力強、適應經濟社會發展需要的高質量各類型工程技術人才”。2012年,我校成為國家首批“卓越計劃”試點單位。
目前,我國能源緊缺、石油對外的依存度已經達到了50% 以上。因此,大力培養卓越的適應國際需求的石油工程專業人才是國家急需解決的問題。在這種背景下,石油化工類專業英語教學改革顯得尤為重要。
隨著油氣采、煉規模的增大和國際合作領域的不斷擴大,不僅需要專業理論基礎扎實,而且需要外語交流能力突出,尤其是專業外語交流能力方面的復合型人才。傳統的專業英語課程教學已不能很好地滿足新形式下對國際化石油工程專業人才的需求。
我校石油化工專業的畢業生就業具有很強的針對性,本文針對我校石油化工特色及本專業畢業生的就業特點,結合本專業專業英語課程的教學現狀,探討當前石油化工專業專業英語教學存在的問題,根據本專業教研室老師的教學改革實踐提出若干整改措施,期望提高石油化工專業英語教學的針對性及時效性供同行參考,服務于該專業學生的就業及深造。
1 專業英語教學存在的問題
1.1 重視度不夠,重基礎英語,輕專業英語 根據《大學英語教學大綱》的要求,基礎英語和專業英語是學生必須通過的英語學習的2個階段,最終獲得以英語為工具獲取專業信息的能力,兩個階段的學習互為補充,同樣重要[1-3]。
從畢業生就業來看,普遍反映專業英語是可以在工作和學習中被經常使用的。但是從各高校培養計劃來看,多數高校不重視專業英語,有些高校甚至沒有開設這門課程,對專業英語的教學及改革方面的投入遠不及基礎英語,一般高校普通英語的課時達到230-250,而專業英語的課時僅有32。學生迫于CET-4,6的壓力,對專業英語的學習也不夠重視。
1.2 欠缺石油化工專業高質量有針對性的教材 教材是教學改革中的關鍵。任課教師如何選擇或編寫合適的教科書直接影響課程的教學質量。
目前與石油化工類相關的“專業英語”教材只有一本,即為中國石化出版社出版的《石油加工專業英語》第二版,教材里面雖然涉及到一些專業詞匯和短語,但是里面的加工工藝可能已經被淘汰了,學生用這本教材感覺還是信息更新不夠。
目前迫切需要一本反映最新加工工藝和學科前沿的石油化工類相關的“專業英語”教材。
目前需要對各門主干的石油化工類專業課程與專業英語課程進行整合,如對《石油煉制工程》,《石油化工工藝學》,《石油產品應用技術》等新的加工工藝進行整合與優化,以編寫適合學生使用的《石油加工專業英語》教材。與此同時,在各章節后還可附上相關專業英語知識介紹,以強化和規范學生的專業英語表達能力。
1.3 師資隊伍參差不齊 目前石油化工方向的教師隊伍學歷結構、職稱結構和年齡結構不同,導致大家的學習背景和專業背景也不一樣,具有石油化工背景的高學歷高職稱的教師還比較欠缺,這樣在講授《石油加工專業英語》的時候教學效果也存在差異。
專業英語教師可以通過出國交流或學歷晉升來提升自身的外語水平,并吸納先進的教學理念運用于教學活動,以此來提高教學質量。
2 課程內容的改革
圖1為卓越計劃下本課程的課程體系改革模式,可將《石油化工專業英語》按照基礎理論知識、工程基礎知識和專業發展前沿來進行內容的劃分,同時圍繞“大工程觀”意識、創新意識及團隊協作意識來組織“參與式”教學活動。如可將《石油加工專業英語》按照下面的單元模塊來劃分教學內容:延遲焦化、催化裂化、催化重整、加氫裂化、加氫精制、固體酸烷基化、異構化、乙烯裂解及乙烯下游產業鏈等加工工藝過程來組織教學內容,這樣的知識體系比較系統,學生也容易系統地接受鞏固相關的專業知識。
3 教學方法的改革
3.1 實行“參與式”教學方法 《石油加工專業英語》具有較強的互動性,過去的教師講學生聽的教學方法已經不利于提高課堂教學質量。同志說過“讀書是學習,使用也是學習,而且是更重要的學習”。教學實踐表明,實行“參與式”教學方式,對課堂講授進行一定力度的改革,對提高學生學習積極性有正面的促進作用。即課題教學可采用“3:2”方案來進行,課堂上教師講授用3/5的時間,而學生參與課題教學和練習用2/5的時間。教師利用這有限的時間重點講述各單元模塊的專業詞匯短語的意義用法、加工工藝的流程等。而剩下的2/5時間可以將講授課程進行單元劃分,讓學生分組選擇自己感興趣的內容進行查閱資料和PPT制作,在課堂上給每個組5-10分鐘的時間進行講解和報告,教師可采用答辯的方式進行現場答辯,以此來評價大家參與課題教學的效果,這樣大家都參與到教學活動中來,既豐富大家的知識面也讓大家的英語語言表達和組織能力得到鍛煉和提升。
3.2 改革考核方式 在本課程的改革中,應該重視教學的“過程管理”,即可采用邊學習邊考核的方式對學生進行課程學習效果評價,這樣更能促進“參與式”教學方法的實施。使學生明白平常參與到課題教學活動中的參與情況能夠得到老師的反饋和重視。另外,在考試問題上,專業英語教學中還存在一個值得注意的問題,即教師和學生普遍重視閱讀理解,對朗讀重視不夠,這就造成了學生在表達專業知識、進行科技方面的交流時形成“啞巴英語”的現象。看得懂但說不出,學生只注重認而不注重讀。所以在考核方式上應多樣化,既有卷面考試,也應有口試,讓學生把“認”與“說”都重視起來,避免交流過程出現“啞巴英語”的現象。
4 結論
以上是我們教研室專業英語教師對課程教學改革的一些探索和總結,雖然已經初具成效,但是離我們培養“卓越計劃”的人才和目標還有很大的距離,特別是經濟全球化的趨向對現行的教育觀念、教育體制和辦學模式都產生很大的沖擊,這就需要我們在今后的教學改革中不斷地學習、交流、探索、總結和改進,以適應新形勢下社會經濟發展對人才的需求。
參考文獻:
[1]嚴軍,陳賽男,于敏,王俊,孫東坡.高等學校工科專業課雙語教學的關鍵環節[J].科技創新導報,2009,(15):144-145.